鞋楦逆向CAD模型重建技術探討

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姓名

江俊禹(Juin-Yu Jiang ) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程研究所

論文名稱

鞋楦逆向CAD模型重建技術探討

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摘要(中)

鞋楦的外觀造型可說是一個自由曲面(Free form surface)的典型代表，基本尺寸相當少，早期在母楦設計完成之後，若要大量複製成鞋楦，只有仰賴同步拷貝的方式進行仿削。而在CAD/CAM系統導入之後，始可應用逆向工程技術，以實物重建出CAD模型，再進一步做設計、加工或分析的工作。
有鑑於目前國內在鞋楦CAD模型重建上所使用的軟體，大多為泛用型之逆向工程軟體，尚未將其對鞋楦的效益提到最高。本研究便是針對鞋楦之專業領域，有系統地整合多項逆向工程技術：包括(1)對掃描網格資料的直線切層、徑向切層、點資料排序、點資料取樣、邊界萃取、邊界分割等。(2)應用多項曲線、曲面的重建功能並將其使用介面快速化與方便化。(3)具自動判斷的曲面縫合。經由對鞋楦的一系列處理，最後針對建構完整的CAD模型在重建程序上、重建效率上、曲面品質上與功能完整性上作一個整體性的討論，並以商用型之逆向工程軟體Surfacer進行客觀性的比較。

摘要(英)

The geometric model of a shoe last is a typically composed of free form surfaces rather than basic geometric shapes. In the early, if the mother-last was completed and was used to produce large number of shoe lasts, the only method that could be used was mechanical mockup. After the CAD/CAM system is widely used, the Reverse Engineering Technology can be applied to reconstruction the CAD model of the parts and hence to the purpose of design, manufacturing or analysis. However, the efficiency of establishing CAD model for shoe last is not good enough.
Due to the fact that most reverse engineering software used for CAD model reconstruction belong to general-purpose type, this research is intended to develop domain-based reverse engineering technology for shoe last. The proposed strategy include (1) straight and rotate slicing of STL format parts, sorting, sampling, edge detection and segmentation, (2) specific curve and surface reconstruction algorithm that is more convenience in the user interface, (3) surface merge algorithm enhancing automatic detection of the common surface edges. A series of processes for the CAD model reconstruction of shoe last are proposed. The propose results are compared with those obtained by means of commercial software – Surfacer in terms of reconstruction procedure, reconstruction efficiency, quality of surface and function completeness of the CAD model of the shoe last.

關鍵字(中)

★ CAD/CAM
★ 逆向工程
★ 鞋楦
★ 點資料處理

關鍵字(英)

★ Pre-process of data points
★ Shoe last

論文目次

中文摘要I
英文摘要II
致謝III
目錄IV
圖目錄VII
表目錄XI
第一章緒論1
1.1 前言1
1.2 文獻回顧7
1.3 研究目的與方法10
1.4 論文架構13
第二章鞋楦點資料處理15
2.1 前言15
2.2 鞋楦之掃描點資料處理流程16
2.3 網格資料座標轉換18
2.3.1 點資料建構平面19
2.3.2 平面間旋轉矩陣20
2.4 網格資料切層21
2.4.1 直線切層21
2.4.2 徑向切層28
2.5 點資料排序32
2.5.1 沿軸向排序32
2.5.2 最短距離排序34
2.6 點資料取樣37
2.7 點資料邊界萃取38
2.7.1 溝槽邊緣線38
2.7.2 陵線40
2.8 點資料邊界分割42
2.8.1 螢幕投影法42
2.8.2 資料順序法42
第三章鞋楦曲面重建47
3.1 前言47
3.2 曲線的重建51
3.2.1 直線嵌合52
3.2.2 多組曲線嵌合52
3.3 曲面的重建54
3.3.1 平面嵌合54
3.3.2 由點資料建構55
3.3.3 由曲線建構56
3.4 曲面縫合59
第四章鞋楦之處理程序62
4.1 前言62
4.2 處理程序63
4.3 Surfacer處理程序86
4.4 結果討論93
4.4.1 重建程序93
4.4.2 重建效率94
4.4.3 曲面品質96
4.4.4 功能完整性111
第五章結論與未來展望112
5.1 結論112
5.2 未來展望113
參考文獻115

參考文獻

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指導教授

賴景義(Jiing-Yih Lai)

審核日期

2001-7-11

推文